Bakteriell konjugeringsprosess, struktur og faktorer



den bakteriell konjugering er overføringen i en enkelt retning av genetisk materiale fra en donorbakterie til en annen mottaker, gjennom fysisk kontakt mellom begge cellene. Denne typen prosess kan oppstå både i bakterier som reagerer, som i de som ikke reagerer på Gram-flekk, og også i streptomykemer.

Konjugasjonen kan forekomme mellom bakterier av samme art eller av forskjellige arter. Det kan til og med skje mellom prokaryoter og medlemmer av andre kongedømmer (planter, sopp, dyr).

For at konjugeringsprosessen skal skje, må en av de involverte bakteriene, donoren, ha det genetiske materiale som kan mobiliseres, hvilket vanligvis representeres av plasmider eller transposoner.

Den andre cellen, reseptoren, må ikke ha slike elementer. De fleste plasmider kan oppdage potensielle reseptorceller som mangler lignende plasmider.

index

  • 1 Konjugering og seksuell reproduksjon
  • 2 Strukturer og faktorer som griper inn i prosessen
    • 2.1 Sex Pili
    • 2.2 Konjugative elementer
  • 3 prosess
  • 4 applikasjoner
  • 5 referanser

Konjugering og seksuell reproduksjon

Bakterier har ingen organisasjon av genetisk materiale som ligner eukaryoter. Disse organismene presenterer ikke seksuell reproduksjon fordi de ikke presenterer en reduksjonsdeling (meiosis) for å danne gametene når som helst i livet.

For å oppnå rekombination av deres genetiske materiale (essensen av seksualitet) har bakterier tre mekanismer: transformasjon, konjugering og transduksjon.

Bakteriell konjugering er ikke en prosess med seksuell reproduksjon. I sistnevnte tilfelle kan det betraktes som en bakteriell versjon av denne type reproduksjon, fordi det innebærer noe genetisk utveksling.

Strukturer og faktorer som griper inn i prosessen

Sex pili

Også kalt pili F, er filamentøse strukturer, mye kortere og tynnere enn et flagellum, dannet av proteinunderenheter sammenflettet med hverandre rundt et hul sentrum. Dens funksjon er å holde to celler i kontakt under konjugering.

Det er også mulig at det konjugative elementet overføres til mottakercellen gjennom det sentrale hullet til sexpili.

Konjugative elementer

Det er det genetiske materialet som skal overføres under bakteriell konjugeringsprosess. Det kan være av en annen art, blant dem er:

Ekstrakromosomale DNA-partikler (Faktor F)

Disse partiklene er episomer, det vil si plasmider som kan integreres i bakteriekromosomet ved en prosess som kalles homolog rekombination. De er karakterisert ved å ha en lengde på ca. 100 kb, samt å ha sin egen opprinnelse til replikasjon og overføring.

Celler som har faktor F kalles mannlige celler eller F + celler, mens kvinnelige celler (F-) mangler den faktoren. Når konjugasjonen er ferdig, blir F-bakterien F + og kan fungere som sådan.

Kromosom tråder

Når homolog rekombinasjon oppstår, binder faktor F til bakteriekromosomet; i slike tilfeller kalles det faktor F 'og cellene som besitter det rekombinerte DNA kalles Hfr, ved forkortelsene på engelsk av høyfrekvens av rekombinasjon.

Under konjugasjonen mellom en Hfr-bakterie og en F-bakterie, overfører den første til den andre en streng av dens DNA rekombinert med F-faktoren. I dette tilfelle blir reseptorcellen til en Hfr-celle.

Det kan bare være en F-faktor i en bakterie, enten ekstrakromosomal (F) eller rekombinert til bakteriekromosomet (F ').

plasmider

Noen forfattere anser plasmider og F-faktorer sammen, og andre forfattere behandler dem separat. Begge er ekstrakromosomale genetiske partikler, men i motsetning til faktor F integreres ikke plasmider i kromosomer. De er de genetiske elementene som overføres mest under konjugeringsprosessen.

Plasmidene er sammensatt av to deler; en resistansoverføringsfaktor som er ansvarlig for overføringen av plasmidet og en annen del dannet av flere gener som har informasjonen som koder motstanden mot forskjellige substanser.

Noen av disse genene kan migrere fra ett plasmid til et annet fra samme celle, eller fra et plasmid til det bakterielle kromosomet. Disse strukturer kalles transposoner.

Noen forfattere hevder at de gunstige plasmidene for bakterier er egentlig endosymbiotiske, mens andre tvert imot kan være bakterielle endoparasitter.

prosessen

Donorcellene produserer sexpili. F-partiklene eller plasmidene som er tilstede bare i disse bakteriene inneholder den genetiske informasjonen som koder for produksjon av proteiner som danner pili. På grunn av dette vil bare F + -cellene presentere disse strukturene.

Sex pili tillater i utgangspunktet at donorcellene fester seg til mottakercellene og deretter at de forblir sammen.

For å initiere overføringen må de to strengene i DNA-strengen separeres. For det første skjer et kutt i regionen kjent som overføringsopprinnelsen (oriT) til en av strengene. Et relaxase enzym gjør denne kuttet slik at et helikase enzym starter prosessen med å separere begge kjedene.

Enzymet kan virke alene eller også danne et kompleks med flere forskjellige proteiner. Dette komplekset er kjent som relaxosoma.

Umiddelbart initiert vil separasjonen av kjedene begynne overføringen av en av strengene, som bare vil ende når hele strengen har passert til mottakercellen, eller når de to bakteriene skilles fra.

For å fullføre overføringsprosessen, syntetiserer både celler, mottaker og giver, den komplementære strengen, og kjeden blir sirkulær igjen. Som et sluttprodukt er begge bakteriene nå F + og kan fungere som donorer med F-bakterier-.

Plasmider er de genetiske elementene som oftest overføres på denne måten. Konjugasjonsevnen er avhengig av tilstedeværelsen i bakterien av konjugative plasmider som inneholder den genetiske informasjonen som kreves for en slik prosess.

søknader

Konjugasjonen har blitt brukt i genteknologi som et verktøy for å overføre genetisk materiale til forskjellige destinasjoner. Det har tjent å overføre genetisk materiale fra bakterier til forskjellige eukaryote celler og prokaryotiske reseptorer, og til og med til mitokondrier isolert fra pattedyr.

En av slaktens bakterier som har blitt mest brukt for å oppnå denne typen overføring er Agrobacterium, som har blitt brukt alene, eller i forbindelse med tobaksmosaikkviruset.

Blant arten genetisk transformert av Agrobacterium Det er gjær, sopp, andre bakterier, alger og dyreceller.

referanser

  1. E.W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearsall og B.J. McCarthy (1978). Mikrobiologi. Andre utgave. Holt, Rinehart og Winston.
  2. C.Lira. Agrobacterium. I lifeder. Gjenopprettet fra lifeder.com.
  3. Bakteriell konjugering. På Wikipedia. Hentet fra en.wikipedia.org.
  4. R. Carpa (2010). Genetisk rekombination i bakterier: Horisonten i begynnelsen av seksualitet i levende organismer. Elba Bioflux.
  5. Prokaryotisk konjugering. På Wikipedia. Hentet fra es.wikipedia.org.
  6. L.S. Frost & G. Koraimann (2010). Regulering av bakteriell konjugering: balansering mulighet med motgang. Fremtidig mikrobiologi.
  7. E. Hogg (2005). Nødvendig mikrobiologi. John Wiley & Sons Ltd.